(57)【要約】      （修正有）【課題】嵌合したコンタクトの電気的特性インピーダンスを制御するために、コネクタの樹脂材料の形状と共に空隙を利用する。【解決手段】導電（２２０，３５２；３８６，３８８）および絶縁部材（１４６，３２２；３７０）が複合Ｉビーム状形状部に配置され、この導電部材（２２０，３５２；３６８，３８８）が２つの平行な絶縁および接地面部材（１４６，３２２；３７０）間に垂直に配置される電気コネクタ（９０，９２）および電気ケーブル組立体（３７０）を開示する。この形状寸法を用いることから、低クロストークおよび制限されたインピーダンスが形成される。【選択図】図１４
2006269440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属性コンタクト手段と絶縁ベース手段とを有し、この金属性コンタクト手段が絶縁ベース手段からほぼ垂直に突出する第１部材と、第２金属性コンタクト手段と第２絶縁ベース手段とを有し、この第２金属性コンタクト手段が第２絶縁ベース手段からほぼ垂直に突出し、第１部材の金属性コンタクト手段と電気接触する第２部材と、を備える電気コネクタ。
【請求項２】
第１部材および第２部材のそれぞれの絶縁ベース手段は、接地手段を有する請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項３】
第１部材の金属性コンタクト手段は、第２部材の金属性コンタクト手段に当接する請求項２に記載の電気コネクタ。
【請求項４】
複数の金属性コンタクト手段が第１部材の絶縁ベース手段から、互いに離隔した平行な関係で突出し、複数の金属性コンタクト手段が第２部材の絶縁ベース手段から突出し、第１部材から突出する複数の金属性手段のそれぞれが、前記第２部材の金属性コンタクト手段の１と電気接触する、請求項３に記載の電気コネクタ。
【請求項５】
第１部材から突出する前記複数の金属性コンタクト手段のそれぞれは、第２部材から突出する前記複数の金属性コンタクト手段の１と当接する請求項４に記載の電気コネクタ。
【請求項６】
第１部材は、プラグターミネータ手段であり、第２部材は、レセプタクル手段である請求項５に記載の電気コネクタ。
【請求項７】
プラグは、金属性コンタクト部材と絶縁部材とを囲むハウジング部材を備える請求項６に記載の電気コネクタ。
【請求項８】
絶縁ベース部材は、前方延長部を有する請求項７に記載の電気コネクタ。
【請求項９】
絶縁ベース部材の前方延長部は、複数の離隔した平行な溝を有し、複数の金属性コンタクト手段のそれぞれは、複数の離隔した平行な溝の１内に配置される請求項８に記載の電気コネクタ。
【請求項１０】
プラグハウジングは、後部開口端部を有し、絶縁ベース手段を露出する請求項９に記載の電気コネクタ。
【請求項１１】
金属性コンタクト手段は、絶縁ベース手段を通して、端子後部コンタクトに、後方に延びる請求項１０に記載の電気コネクタ。
【請求項１２】
プラグは、接地手段を設けられている請求項１１に記載の電気コネクタ。
【請求項１３】
プラグハウジングは、外側を有し、接地手段はばねであり、このばねは、ハウジングの外側に沿って延び、これから後方に延びる請求項１２に記載の電気コネクタ。
【請求項１４】
レセプタクルは、ハウジング部材を有し、このハウジング部材は、金属性コンタクト部材と絶縁部材とを囲む請求項６に記載の電気コネクタ。
【請求項１５】
絶縁ベース部材は、前方延長部を有する請求項１４に記載の電気コネクタ。
【請求項１６】
絶縁ベース部材の前方延長部は、複数の離隔した平行溝を有し、複数の金属性コンタクト手段のそれぞれは、前記複数の離隔した平行溝内の１内に配置される請求項１５に記載の電気コネクタ。
【請求項１７】
レセプタクルハウジングは、後部開口端部を有し、絶縁ベース手段を露出する請求項１６に記載の電気コネクタ。
【請求項１８】
金属性コンタクト手段は、絶縁ベース手段を通して後方に延びる請求項１７に記載の電気コネクタ。
【請求項１９】
レセプタクルは、接地手段を設けられる請求項１８に記載の電気コネクタ。
【請求項２０】
プラグハウジングは、外側部を有し、接地手段はハウジングの外側部に沿って延びかつこれから後方に延びるばねである請求項１７に記載の電気コネクタ。
【請求項２１】
第１，第２部材の金属性コンタクト手段の双方は、端部を有し、前記コンタクト手段は端部対端部が当接する請求項３に記載の電気コネクタ。
【請求項２２】
第１，第２部材の金属性コンタクト手段の双方は、対向した側部を有し、前記コンタクト手段は側部対側部が当接する請求項３に記載の電気コネクタ。
【請求項２３】
第１，第２絶縁ベース部材を準備し、これらの第１，第２絶縁ベース手段に対して垂直な関係に配向された金属性コンタクト手段に、これらの第１，第２絶縁ベース手段を接続し、第１，第２絶縁ベース手段を接地させる、工程を備える電気コネクタのクロストークを減少しかつインピーダンスを制限する方法。
【請求項２４】
（ａ）導電性プラグコンタクト部材とプラグ絶縁部材とを少なくとも部分的に囲むプラグハウジングを有するプラグ部材を備え、このプラグコンタクト部材は、プラグ絶縁部材から軸方向内方に延び、前記プラグ絶縁部材は、前記プラグコンタクト部材から少なくとも１の方向に、半径方向外方に延び、更に、
（ｂ）導電性レセプタクルコンタクト部材とレセプタクル絶縁部材とを少なくとも部分的に囲むレセプタクルハウジングを有するレセプタクル部材を備え、このレセプタクルコンタクト部材は、レセプタクル絶縁部材から軸方向内方に延び、前記レセプタクル絶縁部材は、レセプタクルコンタクト部材から少なくとも１の方向に、半径方向外方に延び、前記レセプタクルハウジングは、前記プラグハウジングと軸方向に係合し、前記レセプタクルコンタクト部材は、前記プラグコンタクト部材に当接する、電気コネクタ。
【請求項２５】
導電性プラグコンタクトと導電性レセプタクルコンタクトとは、プラグ絶縁部材とレセプタクル絶縁部材とのそれぞれからほぼ垂直に延びる請求項２４に記載の電気コネクタ。
【請求項２６】
プラグ絶縁部材およびレセプタクル絶縁部材を接地する手段が設けられる請求項２４に記載の電気コネクタ。
【請求項２７】
プラグハウジングおよびレセプタクルハウジングは、金属である請求項２４に記載の電気コネクタ。
【請求項２８】
プラグコンタクト部材およびレセプタクルコンタクト部材は、それぞれプラグ絶縁部材およびレセプタクル絶縁部材を通して軸方向外方に延び、それぞれ少なくとも１のプラグ信号ピンおよび少なくとも１のレセプタクル信号ピンで終端する、請求項２４に記載の電気コネクタ。
【請求項２９】
立上り時間クロストークの積は、１：１よりも大きい信号対接地比の信号密度から独立している電気コネクタ。
【請求項３０】
対向した絶縁部材間に、ほぼ垂直に介挿された金属性部材を備える電気ケーブル組立体。
【請求項３１】
対向した電気部材は、接地手段を備える請求項３０に記載の電気ケーブル組立体。
【請求項３２】
中央絶縁支持ウェブが、対向した絶縁部材間に垂直に介挿され、金属性部材はこの中央絶縁支持ウェブに固定される請求項３１に記載の電気ケーブル組立体。
【請求項３３】
対向した絶縁部材はフランジである請求項３２に記載の電気ケーブル組立体。
【請求項３４】
フランジは、絶縁部材から側方に延びる請求項３３に記載の電気ケーブル。
【請求項３５】
金属性部材が、ウェブの近部で、前記対向した絶縁部材の一方から対向した絶縁部材の他方に延びる請求項３４に記載の電気ケーブル組立体。
【請求項３６】
ウェブは２つの対向した側面を有し、金属性部材がこれらの面の少なくとも１に固定される請求項３５に記載の電気ケーブル組立体。
【請求項３７】
金属性部材は、前記ウェブの側面の双方に固定される請求項３６に記載の電気ケーブル組立体。
【請求項３８】
ウェブの対向した側面は、金属化されている請求項３７に記載の電気ケーブル組立体。
【請求項３９】
対向した絶縁部材は、接地面を有する請求項３８に記載の電気コネクタ。
【請求項４０】
対向した電気部材は、対向し、金属化された絶縁性外面を有する請求項３９に記載の電気ケーブル組立体。
【請求項４１】
前記ケーブル組立体は、第２ケーブル組立体に対してほぼ平行に隣接した関係に配置され、この第２ケーブル組立体は、対向した絶縁部材間にほぼ垂直に介挿された金属性部材を備える請求項４０に記載の電気ケーブル組立体。
【請求項４２】
第２ケーブル組立体の対向した絶縁部材は、接地手段を含む請求項４１に記載の複合電気ケーブル組立体。
【請求項４３】
第２ケーブル組立体内で、中央絶縁支持ウェブが対向した絶縁部材間に垂直に介挿され、金属性部材は、この中央絶縁支持ウェブに固定される請求項４２に記載の複合電気ケーブル組立体。
【請求項４４】
第２ケーブル組立体内では、対向した絶縁部材はフランジである請求項４３に記載の複合電気ケーブル組立体。
【請求項４５】
第２ケーブル組立体内の対向した絶縁部材は、接地面を有する請求項４３に記載の複合電気ケーブル組立体。
【請求項４６】
第２ケーブル組立体のフランジは、第１ケーブル組立体のフランジに対して、端部対端部を当接下関係を有する請求項４５に記載の複合電気ケーブル組立体。
【請求項４７】
絶縁シース内に囲まれている請求項４６に記載の複合電気ケーブル組立体。
【請求項４８】
ケーブル組立体は、レセプタクルに係合し、このレセプタクルは、ウェブの金属化された側部に係合する２つの対向したコンタクトを有する請求項４０に記載の電気ケーブル組立体。
【請求項４９】
レセプタクルは接地コンタクト手段を有し、このコンタクト手段は対向し、金属化された絶縁部材の外面に接触する請求項４８に記載の電気ケーブル組立体。
【請求項５０】
電気信号を搬送する導電手段を有する電気ケーブル組立体におけるクロストークを減少しかつインピーダンスを制限する方法であって、第１，第２絶縁ベース手段を準備し、この導電手段を、前記第１，第２絶縁ベース手段間にほぼ垂直の関係に介挿し、前記第１，第２ベース手段を接地する手段を準備する工程を備える、方法。
【請求項５１】
（ａ）それぞれが内方に向く内面と、対向した外面とを有する一対の離隔した平行な長い絶縁フランジ部材と、
（ｂ）前記フランジ部材の外面の少なくとも一部の上に重ねられた導電層と、
（ｃ）対向する縁部と対向する側部とを有し、この対向する縁部が絶縁フランジ部材の内面の一方に固定されるように、前記導電フランジ部材間に垂直に介挿された長い中央絶縁ウェブ部材と、
（ｄ）ウェブ部材の側面の一方の少なくとも一部の上に重ねられる導電層と、
を備える電気ケーブル組立体。
【請求項５２】
立上り時間クロストーク積は、１：１よりも大きい信号対接地比の信号密度から独立している電気ケーブル組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気コネクタに関し、より詳細には電気的なクロストークおよびインピーダンスを制御する手段を備えた電気コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
相互連結密度が増大し、コンタクト間のピッチが０．０２５インチあるいは０．５mmに近づいているため、コンタクトが密に近接することによるコンタクト間を連結する電気的なクロストークが極めて発生し易い。更に、コンタクトの電気的特性インピーダンスを制御する構造を維持することが、困難となってきている。ほとんどの連結部では、互いに嵌合するプラグ／レセプタクルコンタクトが構造部の樹脂で囲まれ、コンタクトビームとの間に構造的な間隙を形成する空隙が設けられる。Fedderに対する米国特許第５，０４６，９６０号に開示されているように、これらの空隙は、嵌合したコンタクトの特性インピーダンスをある程度制御するために用いることができる。しかし、これまで、これらの空隙は樹脂材料の形状と共に、インピーダンス、および、より重要なクロストークを制御するために使用されていない。
【発明の開示】
【０００３】
本発明のコネクタでは、第１部材と第２部材とが設けられ、これらの部材のそれぞれは，金属性のコンタクト手段と絶縁ベース手段とを備える。各部材上で、金属性コンタクト手段が、絶縁ベース手段から垂直に延びる。２つの金属性コンタクト手段が結合して、本明細書中で「Ｉビーム」と称する成形形状部（shaped geometry）を形成する。Ｉビーム形状の背後の概念は、嵌合したコンタクト縁部の頂部および底部に接地する構造用絶縁体を通じた強力な絶縁ローディング（dielectric loading）、および、嵌合したコンタクトの側部の空気を通じた比較的軽いローディング（light loading）を用いることである。これらの互いに相違する絶縁ローディングは、制御されたインピーダンスを維持し、隣接するコンタクト間の連結（およびクロストーク）を最少とするようにバランスされる。このようにして、制御されたインピーダンス、および、１ナノ秒パーセントよりも小さな比較的低い立上がり時間−クロストーク時間の積（rise time-cross talk product）を維持しつつ、連結部の全ての線路を信号に用いることができる。現存の０．０５から０．０２５インチ（約１．２７から０．６４mm）ピッチの制御されたインピーダンス連結部の典型的な立上がり時間−クロストーク値は，２．５から４ナノ−秒パーセントの範囲である。
【０００４】
本発明のＩビームは、電気ケーブル組立体にも有益に用いることができる。このような組立体では、制御用絶縁支持ウェブ部材が、対向したフランジ部材間に垂直に介挿される。フランジ部材のそれぞれは、ウェブ部材の末端部（terminal end）から離隔する方向に垂直に延びる。ウェブの対向する側の双方には、金属化されたされた信号線が設けられる。フランジの対向する端面は、金属化されて接地面を形成する。２あるいはそれ以上のこのようなケーブル組立体を、フランジが端部と端部とを当接され、かつ、導電部材の長手方向軸線が平行となるように、合わせて用いることができる。絶縁ジャケットを全組立体の回りに配置することもできる。
【０００５】
本発明のＩビーム形状を有するコネクタおよびケーブル双方の組立体について、立上がり時間−クロストークの積は、１：１よりも大きい信号対接地の比に対する信号密度からは独立していると考えられる。
【０００６】
本発明について添付図面を参照して更に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
理論的モデル
基本的なＩビームの伝達ライン形状（transmission line geometry）を図１に示す。Ｉビームとしてのこの伝達ライン形状は、符号１０で全体を示す信号導線の垂直配置によるもので、この信号導線は、誘電率εを有する２つの水平配置の絶縁体（dielectric）１２，１４、および、導線の頂部および底部の縁部に対称的に配置された接地面１３，１５の間に配置されている。導線の側部２０，２２は、誘電率ε0 を有する空気２４に開放している。コネクタの用途では、導線は、端部対端部あるいは面対面で当接する２つの部分２６，２８から形成される。絶縁層１２，１４の厚さｔ1 ，ｔ2 は、一次的に、伝達ラインの特性インピーダンス、および、絶縁体幅ｗd に対する全高ｈのアスペクト比を制御し、隣接するコンタクトに対する電気および磁界の透過（penetration）を制御する。ＡおよびＢを越える連結（coupling）を最少とするアスペクト比は、図１に示すようにほぼ一致（unity）している。図１におけるライン３０，３２，３４，３６，３８は、空気絶縁スペース中における電圧の等電位線である。等電位線を接地面の１に近接させ、境界部Ａ，Ｂに向けてこれをたどると、双方の境界部Ａ，Ｂは接地電位に極めて近いことが理解される。これは、双方の境界部Ａ，Ｂで、仮想接地面を有し、２あるいはそれ以上のＩビームモジュールが側方に並んで配置されると、これらのモジュール間に仮想接地面が存在し、モジュール間を連結する必要がないということを意味する。一般に、導電体の幅ｗc および絶縁体の厚さは、絶縁体幅あるいはモジュールピッチに比して小さくすることが必要である。
【０００８】
実際のコネクタ構造には機械的な制約が与えられており、信号導線（ブレード／ビームコンタクト）の幅および絶縁体の厚さが比例していることは、必然的に、好ましい比率から偏移することになり、隣接する信号導線間にある程度の最小連結が存在することになる。しかし、基本的なＩビームのガイドラインを用いる構造は、従来のものよりも、クロストークがより少ない。図１ａを参照すると、他の実施形態が示してあり、ここでは、符号１２′，１４′で示す絶縁体にそれぞれ接地面１３′，１５′が設けられている。この実施形態では、導線２６′，２８′がそれぞれ絶縁層１２′，１４′から延びているが、しかしこれらの導線２６′，２８′は、端部対端部ではなく、側部と側部とを当接させる。ピッチが０．０２５インチの実際の電気および機械的なＩビーム構造の例では、８ｘ８mil ビーム２６″と８ｘ８mil ブレード２８″とを用い、嵌合したときに、８ｘ１６mil の信号コンタクトを形成し、これらのコンタクトの断面は図２に示してある。絶縁体の厚さｔは、１２mil である。この形状の等電位ラインが図３に示してあり、仮想接地部が隣接するコンタクトの領域にあり、隣接するコンタクト間に、ある程度の連結すなわちカップリングが形成されている。
【０００９】
図２を参照すると、Ｉビームの伝達形状が、理想的なものよりも少ない比率のマルチコンダクタシステムに適用して示してある。信号導線４０，４２，４４，４６，４８は２つの絶縁および接地面５０，５２間に垂直に延び、これらの絶縁および接地面は誘電率εを有する。導線の側部には、空気スペースすなわち空隙５４，５６，５８，６０，６４を設けてある。
【００１０】
図３を参照すると、他のマルチコンダクタコネクタが記載されており、平行な導線６６，６８，７０が設けられ、これらの導線は絶縁および水平接地面７２，７４間に垂直に延びる。導線の側部には、空隙７６，７８，８０，８２が設けられる。
【００１１】
電気コネクタ
特に図４から図１２を参照すると、本発明によるコネクタの全体は、符号９０で全体を示すプラグと、全体を符号９２で示すレセプタクルとから形成されていることが明らかである。プラグは、金属性のプラグハウジング９４を備えるのが好ましく、このプラグハウジングは幅狭の前部９６と幅広の後部９８とを有する。この前部は、頂部１００と底部１０２とを有する。幅広の後部は頂部１０４と底部１０６とを有する。このプラグは、更に端面１０８，１１０を有する。前部および後部の双方の頂部に、長手方向溝１１２，１１４，１１６，１１８，１１９が設けられる。これらの溝内には、更に孔１２０，１２２，１２４，１２６が設けられる。同様に、前部および後部の双方の底部に、長手方向溝１２８が設けられ、これらの溝に、符号１３０で示す孔が設けられる。頂部にも、頂部横方向溝１３２が設けられ、底部には、同様に配置された底部横方向溝１３４が設けられる。プラグも後部スタンドオフ１３６，１３８を有する。特に図９を参照すると、プラグは絶縁部材１４０を有し、この絶縁部材は後部上方延長部１４２と後部下方延長部１４４と、更に、大延長部１４６と小延長部１４８とを有する。ハウジングは、更に、対向して下方に延びる突起１５０と上方に延びる突起１５２とを有し、これらの突起は、絶縁体をその所定位置に保持する作用を支援する。プラグの頂部の長手方向溝内に、頂部軸方向接地ばね１５４，１５６，１５８，１６０，１６２が設けられている。横方向溝内にも、頂部横方向接地ばね１６４が設けられている。この横方向接地ばねは、接地ばねファスナ１６６，１６８，１７０，１７２により、ハウジングに固定されている。長手方向接地ばねの後部末端部には、頂部接地コンタクト１７６，１７８，１８０，１８２，１８４が設けられている。同様に、プラグの底部の溝には、底部長手方向接地ばね１８６，１８８，１９０，１９２，１９４が設けられている。底部横方向溝内には、底部横方向接地ばね１９６が頂部横方向接地ばねと共に設けられており、このばねは、接地ばねファスナ１９８，２００，２０２，２０４，２０６により、ハウジング内に固定されている。接地ばねの後部末端部には、底部接地コンタクト２０８，２１０，２１２，２１４，２１６が設けられている。プラグは、更に、全体を符号２１８で示す金属性コンタクト部を含み、このコンタクト部は、前部凹設部２２０と、中間コンタクト部２２２と、後部信号ピン２２４とを含む。隣接する信号ピンを符号２２６で示す。他の信号ピンも、例えば図７に符号２２８，２３０，２３２，２３４，２３６で示してある。これらのピンは符号２３８，２４０，２４２，２４４，２４６，２４８，２５０で示すような絶縁体内のスロットを貫通する。絶縁体は、ロック２５２，２５４，２５６，２５８により所定位置にロックされ、これらのロックは、金属性ハウジングから延びている。特に図９を再度参照すると、プラグは、前部プラグ開口２６０と、頂部および底部の内部プラグ壁２６２，２６４とを備えている。更に、図９から、符号２６６，２６８で示す接地ばねの湾曲部が長手方向溝内の孔を貫通して延びていることが明らかである。特に図１０から図１２を参照すると、レセプタクルは、金属製であるのが好ましいレセプタクルハウジング２７０を備え、このレセプタクルハウジングは、幅狭の前部２７２と幅広の後部２７４とを有する。前部は、頂部２７６と底部２７８とを有し、後部は、頂部２８０と底部２８２とを有する。レセプタクルは更に対向した端部２８４，２８６を有する。レセプタクルの頂部には、長手方向溝２８８，２９０，２９２が設けられている。同様に、底面にも、長手方向溝２９４，２９６，２９８が設けられている。頂面にも、孔３００，３０２，３０４が設けられている。底面には、複数の孔３０６，３０８，３１０が設けられている。レセプタクルは、更に、後部スタンドオフ３１２，３１４を備えている。特に図１２を参照すると、レセプタクルは全体を符号３１６で示す絶縁部材を有し、この絶縁部材は後部上方延長部３１８と、後部下方延長部３２０と、長い前部延長部３２２と、短い前部延長部３２４とを有する。絶縁体は、下方ハウジング突起３２６と上方内部ハウジング突起３２８とにより後部保持プレート３３０に沿って、所定位置に保持される。各孔内には、符号３３２で示す接地ばねが保持されており、この接地ばねは、頂部接地ポスト３３４に接続される。符号３３６，３３８で示す他の接地ポストも同様に配置されている。符号３４０で示す底部接地ばねは、接地ポスト３４２に接続され、他の接地ポスト３４４，３４６は、同様な接地ばねに近接して配置されている。特に図１２を参照すると、レセプタクルは、更に、全体を符号３４８で示す金属性コンタクト部を有し、この金属コンタクト部は、前部凹部３５０と中間コンタクト部３５２と後部信号ピン３５４とを有する。隣接するピンを符号３５６で示す。これらのピンは、スロット３５８，３６０を通して後方に延びる。絶縁体は、更に、符号３６２，３６４で示す絶縁ロックにより、ハウジング内に保持されている。レセプタクルは、更に前部開口３６５と内部ハウジング面３６６とを有する。特に図１３を参照すると、この斜視図は、金属性コンタクト部３５０をより詳細に示し、長手方向の突条３６７と溝３６８とが交互に配置され、これらの突条と溝とがレセプタクルの金属性コンタクト２１８上の同様な構造部と係合することを示す。
【００１２】
特に図１４および図１５を参照すると、プラグおよびレセプタクルをそれぞれ分離状態と係合状態とで示してある。プラグの絶縁体部の大きい前方延長部が、レセプタクルの絶縁体部の小さい前方延長部と、端部対端部の関係で当接することが明らかである。プラグの金属部上で、端子凹部（terminal recess）がレセプタクルの金属性部材を側部と側部とを当接させた関係で受入れることが明らかである。レセプタクルの金属コンタクトの端子凹部は、プラグの金属コンタクト部材を、側部と側部とを当接させた関係で受入れる。端子ハウジングの前端部は、プラグの内壁に当接する。プラグの接地ばねも、レセプタクルの好適な（approved）前側壁と当接しかつ電気的に接触する。プラグおよびレセプタクルハウジングが図１５に示すように軸方向に係合したときに、プラグの金属性コンタクトとレセプタクルの金属性コンタクトとがそれぞれプラグ絶縁体部材とレセプタクル絶縁体部材とから軸方向内方に延び、互いに係合することが明らかである。更に、プラグおよびレセプタクルの絶縁体部材は、プラグおよびレセプタクルの金属性コンタクト部材からそれぞれ半径方向外方に延びることが明らかである。
【００１３】
図１６を参照すると、本発明によるコネクタの他の実施形態は、全体を符号５９０で示すプラグと、全体を符号５９２で示すレセプタクルとを備える。このプラグは、プラグハウジング５９４を備える。更に、プラグ接地コンタクト５９６と、プラグ接地ばね５９８と、プラグ信号ピン６００，６０２と、プラグコンタクト６０６と、絶縁インサート６０８とが設けられている。レセプタクルは、レセプタクルハウジング６１０と、レセプタクル接地コンタクト６１２と、レセプタクル接地ばね６１４と、レセプタクルコンタクト６１６とを備える。整合用フレーム６１８とレセプタクル信号ピン６２０，６２２とも設けられている。この配置は、上述のような同じＩビーム形状を可能とする。
【００１４】
比較テスト
上述の第１実施形態にしたがって形成されたコネクタの０．０５インチのピッチで形成されたモデル（scaled up model ）に対して３５ｐ秒の立上がり時間で測定した近位端部（NEXT）および遠位端部（FEXT）のクロストークを、図１７に示す。約７％であるNEXT波形の谷部は、コネクタのＩビーム部に生じる近位端部クロストークである。構造的な制約からＩビーム形状を維持できない部位で、コネクタのインプットおよびアウトプット部におけるクロストークから、先行および後行ピークが形成される。
【００１５】
他のコネクタシステムに対するコネクタの導線を介する遅れの２倍よりも大きな立上がり時間の範囲におけるクロストークパフォーマンスを、信号密度（信号／インチ）に対する、立上がり時間−クロストーク積（ナノ秒パーセント）の測定値をプロットすることにより、最もよく示してある。異なる信号密度は、コネクタにおける異なる信号対接地比の接続に対応する。図１８には、０．０５インチピッチモデルに形成したＩビームコネクタの時間−クロストーク積の測定値を、３つの信号対接地の比、すなわち１：１、２：１および全信号について示してある。このスケールアップされたモデルのクロストークは、０．０２５インチ構造の２倍であるため、０．０２５インチピッチで単一列構造のパーフォーマンスは、２倍の密度、および、そのモデルのクロストークの半分であることが容易に推測される。２列構造については、密度はモデルの４倍、クロストークはこれも半分である。０．０２５インチピッチの１列および２列のコネクタの推測パフォーマンスが、更に、図１８では、この図で特定されるような多数の従来のコネクタに対して示される。全信号に対する０．０２５インチピッチのIビームコネクタの立上がり時間・クロストークの積は、０．７５であり、対応した高い信号対接地比における他の連結の場合よりも極めて少ない。特に図１８における０．０５インチピッチのモデルの曲線を参照すると、立上がり時間・クロストークの積は、信号対接地の比が１：１よりも大きいときに、信号密度から独立していることが見られる。
【００１６】
電気ケーブル組立体
図１９および図２０を参照すると、本発明のコネクタによる有益な利点は、ケーブル組立体においても得られることが明らかである。すなわち、絶縁体はＩビーム形状に押出され、導電体がこのＩビームのウェブおよび水平フランジ上に配置され、上述のような低クロストークを達成することができる。Ｉビーム状の絶縁押出し材を、符号３６９，３７０で示す。これらの押出し材のそれぞれは、ウェブ３７１を有し、このウェブは、その上下の縁部を、フランジ３７２，３７３間に垂直に配置して介挿される。これらのフランジは、内方に向く内面と、外方に向く外面とを有し、これらの面は、金属化された頂部接地面部３７４，３７６と、金属化された底部接地面部３７８，３８０とを有する。ウェブは、更に、その側部に導電層を有する。Ｉビーム状押出し材３７０は、垂直な信号線３８２，３８４を有し、Ｉビーム状押出し材３７４は、垂直な信号線３８６，３８８を有する。これらの垂直な信号線および接地面部は、例えば金属テープなどで金属化するのが好ましい。なお、各延長部の垂直な金属化された部分の対は、１の信号線を形成する。インピーダンスおよびクロストーク制御に関連するＩビーム形状の特性は、概略的には、本発明のコネクタに関連して説明した上述のものと同じである。特に図２０を参照すると、Ｉビーム状押出し材は、組立体としたときに各Ｉビーム部材との整合を維持するために、噛合い段部３９０，３９２を有する。図２１を参照すると、Ｉビーム部材は全体を符号３９４，３９６，３９８で示してあり、上述のように金属化され（図示しない）、全体を符号４００で示すフォイルおよび絶縁ジャケット内に包装することができる。Ｉビーム部材の正規の配列が直線状の列であるため、Ｉビームケーブル組立体は、プラグ止め可能な端部におけるフォイルの外側ジャケットを除去することを除き、固定具なしで直接レセプタクルに差込むことができる。レセプタクルは、コンタクトビームを有してもよく、これらのコンタクトビームは、接地および信号用の金属化部を形成するブレード部材と係合する。特に図２３を参照すると、例えば、全体を符号４０２で示すレセプタクルが、それぞれＩビーム部材４０８，４１０の垂直部に収容された信号コンタクト４０４，４０６有することが明らかである。図２２を参照すると、レセプタクルも接地コンタクト４１２，４１４を有し、これらのコンタクトのそれぞれは、金属化された頂部接地面部４１６，４１８に接触する。上述のケーブル組立体については、立上り時間・クロストークの積は、１：１よりも大きい信号対接地比の信号密度にしたがうと考えられる。
【００１７】
ボールグリッドアレイコネクタ
ここに記載のＩビーム形状における絶縁および導電部材の配置は、ボールグリッドアレイ形式の電気コネクタにも用いることができる。このようなコネクタに用いるためのプラグが、図２４から図２７に示してある。これらの図を参照すると、プラグは、その全体を符号４２０で示してある。このプラグは、絶縁ベース部４２２と、絶縁周部壁４２４と、符号４２６，４２８，４３０，４３２，４３４で示す金属性信号ピンとが、複数の列に配置され、ベース部から垂直に上方に延びる。長手方向に延びる金属性の接地あるいはパワー部材４３６，４３８，４４０，４４２，４４４，４４６が信号ピンの列間に配置され、ベース部から垂直に延びる。プラグは、更に、整合用および装着用ピン４４８，４５０を備える。その底部側で、プラグは、更に、符号４５２，４５４で示すはんだ付け用導電性タブの複数の列を有する。
【００１８】
図２８から図３１を参照すると、プラグ４２０と噛合うレセプタクルが、全体を符号４５６で示してある。このレセプタクルは、ベース部絶縁体４５８と、周部凹部４６０と、符号４６２，４６４，４６６，４６８，４７０で示す金属性ピン収容凹部の列とを備える。金属性接地あるいはパワー部材収容構造部４７２，４７４，４７６，４７８，４８０，４８２は、ピン収容凹部の列間に介挿される。その底部側で、レセプタクルは、更に、整合用および装着用ピン４８４，４８６を備える。
【００１９】
以上明らかなように、そのＩビーム状形状により、低クロストークおよびインピーダンスに制限することができる電気コネクタについて説明してきた。
【００２０】
更に、この同じ形状により、低クロストークおよびインピーダンスに制限することができる電気ケーブルについても説明してきた。
【００２１】
本発明について、種々の図に示す好ましい実施形態との関連で説明してきたが、本発明から逸脱することなく、他の同様な実施形態も使用可能であり、本発明と同じ機能をなすために上述の実施形態に変更を加えることも可能である。したがって、本発明は、いずれかの単一の実施形態に制限されるものではなく、添付の請求の範囲にしたがう幅および範囲で解釈すべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のコネクタの好ましい１の実施形態の概略図。
【図１ａ】本発明によるコネクタの他の好ましい実施形態の概略図。
【図２】本発明によるコネクタの更に他の好ましい実施形態の概略図。
【図３】図２に示すコネクタの他の概略図。
【図４】本発明によるコネクタの他の好ましい実施形態の側部立面図。
【図５】図４に示すコネクタの端面図。
【図６】図４に示すコネクタの斜視図。
【図７】図４に示すレセプタクル部材の端面図。
【図８】図７に示すレセプタクルの底面図。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図。
【図１０】図４に示す本発明の好ましい実施形態のレセプタクル部材の端面図。
【図１１】図１０に示すレセプタクル部材の底面図。
【図１２】図１０のＸＩＩ−ＸＩＩに沿う断面図。
【図１３】図１０に示すレセプタクルの斜視図。
【図１４】図４に示すコネクタのプラグおよびレセプタクルを係合前の状態で示す断面図。
【図１５】図４のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図。
【図１６】本発明によるコネクタの他の好ましい実施形態の図１３に対応する断面図。
【図１７】後述する比較テストの結果を示すグラフ図。
【図１８】後述する比較テストの結果を示すグラフ図。
【図１９】本発明によるケーブル組立体の好ましい実施形態の斜視図。
【図２０】図１７にＸＶＩＩＩで示す円の領域の詳細図。
【図２１】本発明によるケーブル組立体の他の好ましい実施形態の断面図。
【図２２】レセプタクルと共に使用する図１７に示すケーブル組立体の側部立面図。
【図２３】図２０のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿う断面図。
【図２４】本発明によるコネクタの他の好ましい実施形態のプラグ部の平面図。
【図２５】図２４に示すプラグ部の底面図。
【図２６】図２４に示すプラグ部の端面図。
【図２７】図２４に示すプラグ部の側部立面図。
【図２８】図２４に示す本発明の好ましい実施形態によるプラグ部と係合可能なレセプタクル部の平面図。
【図２９】図２８に示すレセプタクルの底面図。
【図３０】図２８に示すレセプタクルの端面図。
【図３１】図２８に示すレセプタクルの側部立面図。
【図３２】非係合位置におけるプラグおよびレセプタクルを示す図２４および図２８のＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩ線に沿う概略的な断面図。
【図３３】係合した場合におけるプラグおよびレセプタクルを示す図２４および図２８のＸＸＸＩＩＩ−ＸＸＸＩＩＩ線に沿う概略的な断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
９０，４２０，５９０…プラグ、９２，４５６，５９２…レセプタクル、１４６，３２２，３７０…絶縁部材、２２０，３５２…コンタクト部、３８６，３８８…信号線、４２２…絶縁ベース部。
【図１】
2006269440.tif 000003
【図１ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2006269440.tif 000019
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年6月13日(2006.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ベース部（４２２）と、
この絶縁ベース部（４２２）に装着された金属性ピン（４２６）と、
この金属性ピン（４２６）に取付けられたはんだ（４５２）とを備え、
前記金属性ピン（４２６）は、噛合い端部（４３４）とこの噛合い端部（４３４）の反対側の装着用端部とを有し、前記金属性ピン（４２６）の装着用端部は、自由端部を有し、前記はんだ（４５２）は前記金属性ピン（４２６）の自由端部に近接して配置されることを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２】
前記金属性ピン（４２６）の装着用端部は、前記金属性ピン（４２６）の前記噛合い端部（４３４）に対して所定角度に屈曲する請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項３】
前記はんだ（４５２）は、前記絶縁ベース部（４２２）から離隔されている請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項４】
前記はんだ（４５２）は、はんだボールである請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項５】
前記はんだは、前記絶縁ベース部（４２２）を超えて延びる請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項６】
前記金属性ピン（４２６）の前記噛合い端部（４３４）は、前記絶縁ベース部（４２２）を超えて延びる請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項７】
前記金属性ピン（４２６）の前記自由端部は、前記絶縁ベース部（４２２）から離隔されている請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項８】
前記金属性ピン（４２６）の装着用端部は、前記自由端部を規定するタブである請求項１に記載の電気コネクタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
理論的モデル
基本的なＩビームの伝達ライン形状（transmission line geometry）を図１に示す。Ｉビームとしてのこの伝達ライン形状は、符号１０で全体を示す信号導線の垂直配置によるもので、この信号導線は、誘電率εを有する２つの水平配置の絶縁体（dielectric）層１２，１４、および、導線の頂部および底部の縁部に対称的に配置された接地面１３，１５の間に配置されている。導線の側部２０，２２は、誘電率ε0 を有する空気２４に開放している。コネクタの用途では、導線は、端部対端部あるいは面対面で当接する２つの部分２６，２８から形成される。絶縁層１２，１４の厚さｔ1 ，ｔ2 は、一次的に、伝達ラインの特性インピーダンス、および、絶縁体幅ｗd に対する全高ｈのアスペクト比を制御し、隣接するコンタクトに対する電気および磁界の透過（penetration）を制御する。ＡおよびＢを越える連結（coupling）を最少とするアスペクト比は、図１に示すようにほぼ一致（unity）している。図１におけるライン３０，３２，３４，３６，３８は、空気絶縁スペース中における電圧の等電位線である。等電位線を接地面の１に近接させ、境界部Ａ，Ｂに向けてこれをたどると、双方の境界部Ａ，Ｂは接地電位に極めて近いことが理解される。これは、双方の境界部Ａ，Ｂで、仮想接地面を有し、２あるいはそれ以上のＩビームモジュールが側方に並んで配置されると、これらのモジュール間に仮想接地面が存在し、モジュール間を連結する必要がないということを意味する。一般に、導電体の幅ｗc および絶縁体の厚さは、絶縁体幅あるいはモジュールピッチに比して小さくすることが必要である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
実際のコネクタ構造には機械的な制約が与えられており、信号導線（ブレード／ビームコンタクト）の幅および絶縁体の厚さが比例していることは、必然的に、好ましい比率から偏移することになり、隣接する信号導線間にある程度の最小連結が存在することになる。しかし、基本的なＩビームのガイドラインを用いる構造は、従来のものよりも、クロストークがより少ない。図１ａを参照すると、他の実施形態が示してあり、ここでは、符号１２′，１４′で示す絶縁体にそれぞれ接地面１３′，１５′が設けられている。この実施形態では、導線２６′，２８′がそれぞれ絶縁層１２′，１４′から延びているが、しかしこれらの導線２６′，２８′は、縁部対縁部ではなく、側部と側部とを当接させる。ピッチが０．０２５インチの実際の電気および機械的なＩビーム構造の例では、８ｘ８mil ビーム２６″と８ｘ８mil ブレード２８″とを用い、嵌合したときに、８ｘ１６mil の信号コンタクトを形成し、これらのコンタクトの断面は図２に示してある。絶縁体の厚さｔは、１２mil である。この形状の等電位ラインが図３に示してあり、仮想接地部が隣接するコンタクトの領域にあり、隣接するコンタクト間に、ある程度の連結すなわちカップリングが形成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
図２を参照すると、Ｉビームの伝達形状が、理想的なものよりも少ない比率のマルチコンダクタシステムに適用して示してある。信号導線４０，４２，４４，４６，４８は、２つの絶縁および水平接地面であるベース５１上に装着された面５０とベース５３上に装着された面５２との間に垂直に延び、これらの絶縁および接地面は誘電率εを有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
図３を参照すると、他のマルチコンダクタコネクタが記載されており、平行な導線６６，６８，７０が設けられ、これらの導線は２つの絶縁および水平接地面であるベース７３上に装着された面７２とベース７５上に装着された面７４とのに垂直に延びる。導線の側部には、空隙７６，７８，８０，８２が設けられ、等電位のラインは符号８４，８６で示してある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
電気コネクタ
特に図４から図１２を参照すると、本発明によるコネクタの全体は、符号９０で全体を示すプラグと、全体を符号９２で示すレセプタクルとから形成されていることが明らかである。プラグは、金属性のプラグハウジング９４を備えるのが好ましく、このプラグハウジングは幅狭の前部９６と幅広の後部９８とを有する。この前部は、頂部１００と底部１０２とを有する。幅広の後部は頂部１０４と底部１０６とを有する。このプラグは、更に端面１０８，１１０を有する。前部および後部の双方の頂部に、長手方向溝１１２，１１４，１１６，１１８，１１９が設けられる。これらの溝内には、更に孔１２０，１２２，１２４，１２６，１２８が設けられる。同様に、前部および後部の双方の底部に、長手方向溝１２９が設けられ、これらの溝に、符号１３０で示す孔が設けられる。頂部にも、頂部横方向溝１３２が設けられ、底部には、同様に配置された底部横方向溝１３４が設けられる。プラグも後部スタンドオフ１３６，１３８を有する。特に図９を参照すると、プラグは絶縁部材１４０を有し、この絶縁部材は後部上方延長部１４２と後部下方延長部１４４と、更に、大延長部１４６と小延長部１４８とを有する。ハウジングは、更に、対向して下方に延びる突起１５０と上方に延びる突起１５２とを有し、これらの突起は、絶縁体をその所定位置に保持する作用を支援する。プラグの頂部の長手方向溝内に、頂部軸方向接地ばね１５４，１５６，１５８，１６０，１６２が設けられている。横方向溝内にも、頂部横方向接地ばね１６４が設けられている。この横方向接地ばねは、接地ばねファスナ１６６，１６８，１７０，１７２により、ハウジングに固定されている。長手方向接地ばねの後部末端部には、頂部接地コンタクト１７６，１７８，１８０，１８２，１８４が設けられている。同様に、プラグの底部の溝には、底部長手方向接地ばね１８６，１８８，１９０，１９２，１９４が設けられている。底部横方向溝内には、底部横方向接地ばね１９６が頂部横方向接地ばねと共に設けられており、このばねは、接地ばねファスナ１９８，２００，２０２，２０４，２０６により、ハウジング内に固定されている。接地ばねの後部末端部には、底部接地コンタクト２０８，２１０，２１２，２１４，２１６が設けられている。プラグは、更に、全体を符号２１８で示す金属性コンタクト部を含み、このコンタクト部は、前部凹設部２２０と、中間コンタクト部２２２と、後部信号ピン２２４とを含む。隣接する信号ピンを符号２２６で示す。他の信号ピンも、例えば図７に符号２２８，２３０，２３２，２３４，２３６で示してある。これらのピンは符号２３８，２４０，２４２，２４４，２４６，２４８，２５０で示すような絶縁体内のスロットを貫通する。絶縁体は、ロック２５２，２５４，２５６，２５８により所定位置にロックされ、これらのロックは、金属性ハウジングから延びている。特に図９を再度参照すると、プラグは、前部プラグ開口２６０と、頂部および底部の内部プラグ壁２６２，２６４とを備えている。更に、図９から、符号２６６，２６８で示す接地ばねの湾曲部が長手方向溝内の孔を貫通して延びていることが明らかである。特に図１０から図１２を参照すると、レセプタクルは、金属製であるのが好ましいレセプタクルハウジング２７０を備え、このレセプタクルハウジングは、幅狭の前部２７２と幅広の後部２７４とを有する。前部は、頂部２７６と底部２７８とを有し、後部は、頂部２８０と底部２８２とを有する。レセプタクルは更に対向した端部２８４，２８６を有する。レセプタクルの頂部には、長手方向溝２８８，２９０，２９２が設けられている。同様に、底面にも、長手方向溝２９４，２９６，２９８が設けられている。頂面にも、孔３００，３０２，３０４が設けられている。底面には、複数の孔３０６，３０８，３１０が設けられている。レセプタクルは、更に、後部スタンドオフ３１２，３１４を備えている。特に図１２を参照すると、レセプタクルは全体を符号３１６で示す絶縁部材を有し、この絶縁部材は後部上方延長部３１８と、後部下方延長部３２０と、長い前部延長部３２２と、短い前部延長部３２４とを有する。絶縁体は、下方ハウジング突起３２６と上方内部ハウジング突起３２８とにより後部保持プレート３３０に沿って、所定位置に保持される。各孔内には、符号３３２で示す接地ばねが保持されており、この接地ばねは、頂部接地ポスト３３４に接続される。符号３３６，３３８で示す他の接地ポストも同様に配置されている。符号３４０で示す底部接地ばねは、接地ポスト３４２に接続され、他の接地ポスト３４４，３４６は、同様な接地ばねに近接して配置されている。特に図１２を参照すると、レセプタクルは、更に、全体を符号３４８で示す金属性コンタクト部を有し、この金属コンタクト部は、前部凹部３５０と中間コンタクト部３５２と後部信号ピン３５４とを有する。隣接するピンを符号３５６で示す。これらのピンは、スロット３５８，３６０を通して後方に延びる。絶縁体は、更に、符号３６２，３６４で示す絶縁ロックにより、ハウジング内に保持されている。レセプタクルは、更に前部開口３６５と内部ハウジング面３６６とを有する。特に図１３を参照すると、この斜視図は、金属性コンタクト部３５０をより詳細に示し、長手方向の突条３６７と溝３６８とが交互に配置され、これらの突条と溝とがレセプタクルの金属性コンタクト２１８上の同様な構造部と係合することを示す。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2006269440.tif 000037
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１９】
2006269440.tif 000038
【外国語明細書】
2006269440000001.pdf